(57)【要約】【課題】  少ない損失出力と、高い軸受剛性と、長い耐用寿命とを有する、適当な無接触式の封止部を備えている流体動圧軸受を提供する。【解決手段】  本発明は、シャフトと、僅かな半径方向の間隔をおいて同心的な軸受間隙を形成しながら上記シャフトを包囲する軸受スリーブと、当該軸受スリーブを少なくとも部分的に被覆する、上記軸受スリーブに対して相対的に定置のカバーキャップと上記軸受スリーブの外側円周との間に配置され、少なくとも一つの連絡通路／連絡間隙を介して上記軸受間隙と連通した補償容積部と、を備えている流体動圧軸受に関するものであり、上記軸受流体は、上記軸受間隙及び上記連絡通路／連絡間隙を完全に充填すると共に上記補償容積部を少なくとも部分的に充填し、上記軸受間隙と上記補償容積部との間に連続する流体膜を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（１０）と、僅かな半径方向の間隔をおいて同心的な軸受間隙（２４）を形成しながら前記シャフトを包囲する軸受スリーブ（１２）と、前記軸受スリーブを少なくとも部分的に被覆する、前記軸受スリーブに対して相対的に定置のカバーキャップ（１８）と前記軸受スリーブ（１２）の外側円周との間に配置され、少なくとも一つの連絡通路／連絡間隙（２６）を介して前記軸受間隙と連通した補償容積部（２０）と、を備えていることを特徴とする流体動圧軸受。
【請求項２】
前記軸受間隙（２４）及び前記連絡通路／連絡間隙（２６）を完全に充填すると共に前記補償容積部（２０）を少なくとも部分的に充填する軸受流体を備えており、前記軸受流体は、前記軸受間隙と前記補償容積部との間に連続する流体膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の流体動圧軸受。
【請求項３】
前記連絡通路／連絡間隙（２６）は、前記軸受スリーブ（１２）の端面（１２’）の領域に設けられており、前記軸受間隙（２４）に直接的に接していることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項４】
少なくとも一つのラジアル軸受が前記軸受間隙（２４）の領域に構成されており、前記連絡通路／連絡間隙（２６）は、前記軸受間隙の一領域を介して前記ラジアル軸受と連通していることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項５】
前記連絡通路／連絡間隙（２６）は、少なくとも部分的に前記軸受スリーブ（１２）の内部に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項６】
前記補償容積部（２０）は、少なくとも部分的に前記軸受スリーブ（１２）の内部に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項７】
前記カバーキャップ（１８）は、前記軸受スリーブ（１２）の端面（１２’）と外側円周の領域とを少なくとも部分的に被覆していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項８】
前記カバーキャップ（１８）は、前記補償容積部の領域に開口部（１８”）を有しており、前記開口部を介して前記軸受流体を前記補償容積部の中に注入することが可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項９】
前記連絡通路／連絡間隙（２６）は、少なくとも部分的に前記カバーキャップ（１８）の内部に構成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１０】
前記連絡通路／連絡間隙（２６）は、前記軸受スリーブ（１２）の外面と前記カバーキャップ（１８）の底部（１８’）の内面との間に形成された中空スペースの一部であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１１】
前記補償容積部（２０）は、前記軸受スリーブ（１２）の外側の円周面と前記カバーキャップ（１８）の内側の円周面との間に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１２】
前記補償容積部（２０）は、軸受の回転軸（２２）に対して角度αで延在していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１３】
前記補償容積部（２０）は、円錐状の断面を有する中空スペースとして構成されており、前記円錐状の断面の底面は、前記連絡通路／連絡間隙（２６）を介して前記軸受間隙（２４）と連通していることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１４】
前記軸受スリーブ（１２）の外側円周における前記補償容積部（２０）の角度αは、軸受の回転軸（２２）に対して０度から９０度までの角度に亘ることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１５】
前記軸受スリーブの各端部にある前記軸受間隙（２４）の各領域を相互に連通させる、前記軸受流体のための少なくとも一つのフィードバック通路（２８）は、前記軸受スリーブ（１２）に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１６】
前記フィードバック通路（２８）は、軸受の回転軸（２２）に対して０度から９０度までの角度で延在しており、特にほぼ平行に延在していることを特徴とする請求項１５に記載の流体動圧軸受。
【請求項１７】
前記フィードバック通路（２８）の一方の端部は前記連絡通路／連絡間隙（２６）と連通しており、他方の端部は軸受のスラスト軸受領域の前記軸受間隙（２４）と連通していることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の流体動圧軸受。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の流体動圧軸受を備えていることを特徴とするスピンドルモータ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のスピンドルモータを備えていることを特徴とするハードディスク駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体動圧軸受、スピンドルモータ及びハードディスク駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク駆動装置用のスピンドルモータは、通常、環状の永久磁石が付属している回転する構成部品、即ち、ロータと、コイルが巻き付けられた積層鉄心が付属している静止した構成部品、即ち、ステータとにより構成されており、ロータは、ステータに対して適当な軸受システムにより回転支持されている。
【０００３】
この場合、旧来から使用されている転がり軸受に加えて、流体動圧軸受が用いられることが増加している。流体動圧軸受とは、円筒状の軸受内面を有する軸受スリーブと、そのスリーブに挿入された、円筒状の軸受外面を有するシャフトとにより構成される、新開発された滑り軸受である。シャフトの直径はスリーブの内径よりも僅かに小さく、それにより両方の軸受面の間に同心的な軸受間隙が生じており、その軸受間隙は、連続する毛管膜を形成しながら潤滑剤、特にオイルにより充填されている。
【０００４】
軸受オイルが流体動圧軸受から漏出するのを防止するために、軸受スリーブの端面側の一方の端部は気密に閉鎖されている。これと対向する開口された端部では、モータシャフトと軸受内面の間に、円錐状に拡張する同心的な自由空間が形成されていてよく、その自由空間は、潤滑剤リザーバとしての役割と膨張容積部としての役割とを同程度に果たす。また、その自由空間は、軸受を密封する機能も担っている。
【０００５】
モータシャフトと、軸受スリーブのテーパ状の出口開口部との間の自由空間にあるオイルは、毛管力の影響の下で、連続する安定した流体膜を形成しており、従って、この種の封止は毛管封止とも称される。
【０００６】
このような種類の解決法は、例えば米国特許第５，６６７，３０９号公報（特許文献１）に記載されている。軸受スリーブは、端面側の端部にテーパ状の領域を有しており、それにより、シャフトと軸受スリーブとの間には円錐状に拡張する同心的な自由空間ができている。その自由空間は、温度の上昇と共に流体水位が上昇したときに軸受オイルが上昇することができる膨張容積部としての役割を果たす。このようにして、軸受オイルが軸受ブッシュから漏出することが防止される。これに加えて自由空間は、蒸発する軸受オイルを使用するための潤滑剤リザーバとしての役割も果たす。この場合の軸受は意図的に「超過充填」されており、軸受オイルの蒸発にも拘わらず、有効な流体水位を近似的に一定に保持することができるようになっている。即ち、同心的な自由空間は、同時に潤滑剤リザーバである一種のオーバーフロー容積部としての役割を果たす。その欠点は、円錐状に拡張する同心的な自由空間の抑留能力及びそれに伴う密封作用が、外方に向かって拡大する断面のために低減していくことである。
【０００７】
この公知の解決法のさらに別の欠点は、この種の毛管封止、即ち、円錐状に拡張する同心的な自由空間の軸方向の設計長さによって、軸受の利用可能な長さが減少し、それに伴って軸受の剛性が低下することである。このとき、円錐封止部の軸方向の設計長さ及びそれに付随する傾斜角は、軸受オイルの所望の充填容積と粘性とに依存して決まる。粘性の低い軸受オイルは比較的小さな鋭角を必要とし、従って、充填容積が同じであれば比較的大きい設計長さを必要とする。両側が開いた軸受スリーブを備えている流体軸受の場合、流体動圧ラジアル軸受にとって利用可能な長さは、軸受スリーブの両方の端部の部位で同様に減少する。これに加えて、軸受油膜に対する軸受の抑留能力も、軸受スリーブの端面の部位で拡張する断面によって低下する。従って、現実問題としては、片側が閉鎖された軸受スリーブを備えている流体動圧軸受の方が抑留能力が優れているので好まれている。さらに別の欠点は、回転数が高くなると著しい遠心力が軸受オイルに作用し、その遠心力がテーパ状の自由空間にある軸受オイルを軸受スリーブの縁部まで上昇させる可能性があり、その結果、軸受オイルが飛散する危険性が増加することによって、生じる。
【０００８】
特に、携帯型機器のハードディスク駆動装置における流体動圧軸受の適性についての重要な基準は、剛性が可能な限り高いことである。この目標を達成する一つの方法は、軸受の長さを最大限に増加させることであるが、上述したように、相応に適合化された上記種類の毛管封止が、設計長さ及び有効な軸受長さに格別に不都合に作用することになる。そのため、十分な剛性を有する流体動圧ラジアル軸受の寸法設計は大幅に限定されてしまい、非常に小型に設計されたスピンドルモータの場合、状況によってはもはや不可能になってしまう。
【特許文献１】米国特許第５，６６７，３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の課題は、少ない損失出力と、高い軸受剛性と、長い耐用寿命とを有する、適当な無接触式の封止部を備えている流体動圧軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１の構成要件を備えている流体動圧軸受によって解決される。本発明は、請求項１８に記載のスピンドルモータ、及び、請求項１９に記載のハードディスク駆動装置も意図している。
【００１１】
本発明の有利な実施の形態は、従属請求項に記載されている。
【００１２】
本発明は、回転するシャフト又は定置のシャフトと、当該シャフトを包囲する、付属の特に円筒状の軸受スリーブとを備えている、スピンドルモータ用の流体動圧軸受を意図している。シャフトと円筒状の軸受スリーブとの間の僅かな直径差によって、軸受流体により充填された軸受間隙が生じる。軸受間隙の領域では、シャフト及び／又は円筒状の軸受スリーブに少なくとも一つのラジアル軸受領域が構成される。そのラジアル軸受領域は、従来の技術から公知であるように、特に、軸受スリーブの内面を溝パターンにより構造化することによって形成される。本発明に係る流体動圧軸受では、軸受流体のための補償容積部が設けられており、その補償容積部は同時に、上昇する温度に従って流体水位が上昇したときに軸受流体が内部で膨張することができる膨張容積部であると共に、蒸発する軸受流体を使用するための潤滑剤リザーバとしての役割を果たす。その補償容積部は、本発明によれば、軸受スリーブの外側円周と、軸受スリーブを少なくとも部分的に被覆する、軸受スリーブに対して相対的に定置のカバーキャップとの間に配置され、少なくとも一つの連絡通路／連絡間隙を介して軸受間隙と連通している。
【００１３】
本発明においては、補償容積部が、利用可能な軸受長さに沿って軸受間隙の一部に構成されていなくてもよく、軸受間隙の外部に配置することができ、特に軸受スリーブの外側円周の領域に移動させることができ、連絡通路／連絡間隙を介して軸受間隙と連通されるという利点がある。それにより、軸受長さ全体に亘って変化しない直径で軸受スリーブを構成することができ、それによって最大限の利用可能な長さを有する軸受間隙が得られる。従って、流体動圧軸受のラジアル軸受領域を、軸受のそれぞれの端面の近傍に隣接する最大限の相互間隔で構成することができ、それによって最善の軸受剛性が実現される。さらに別の利点は、補償容積部が間に延在する軸受スリーブとカバーキャップとが互いに相対的に定置なので、補償容積部や連絡通路の領域で軸受流体における摩擦損失が生じないことである。
【００１４】
補償容積部の構成は、軸受スリーブの少なくとも一方の端部の領域において、その外側円周に意図されるのが好ましい。一つの有利な実施の形態では、補償容積部は、軸受スリーブの端面に隣接しており、軸受スリーブの外側円周において同心的にかつ軸受の回転軸と実質的に平行に延在している。
【００１５】
補償容積部又は蓄積容積部は、本発明に係る流体動圧軸受では軸受間隙の外部において、特に軸受の回転軸と実質的に平行に配置され、軸受スリーブの縁部領域からその長手方向中心に向かって拡大する断面を有しており、最小の断面積を有するその一方の端部の部位において連絡通路／連絡間隙との連通が行われるので、この軸受は、縦置きのシャフト及び／又は任意に開口された軸受スリーブを備えているモータにも好適である。
【００１６】
本発明に係る流体動圧軸受は、電気モータに使用することができ、特に、ハードディスク駆動装置用のスピンドルモータに使用することができる。
【００１７】
このとき、補償容積部又は蓄積容積部は、その中にある軸受流体が、半径方向及び軸方向の衝撃負荷が発生したとき常に毛管力によって有効に拘束されるように、即ち、軸受から漏出しないように配置、構成される。
【００１８】
補償容積部は軸受スリーブの外側円周で、特に軸受スリーブとカバーキャップとにより形成される空間に配置されるので、特に定置の軸受スリーブの場合には軸受流体に対して遠心力が作用せず、それにより、半径方向及び軸方向において加速力が作用したときに液滴の形成によって引き起こされる軸受流体の飛散が起こることがない。回転する軸受スリーブの場合には、考えられる軸受流体の漏出を防止するために、場合によってはさらに別の対策を講じる必要がある。
【００１９】
軸受間隙の外部に補償容積部を配置することによって、及び、スリーブの長手方向中心に向かう方向において拡大する断面を有するように補償容積部を構成することによって、軸受オイルの漏出が効果的に防止されるので、耐用寿命の向上以外にも、特に流体動圧軸受の機能信頼性が有意に改善される。
【００２０】
本発明の実施の一形態においては、連絡通路／連絡間隙は軸受スリーブの端面の領域に設けられて軸受間隙に直接的に接しているのに対して、本発明の別の実施の形態では、連絡通路／連絡間隙は、軸受間隙の一部と、フィードバック通路と、スラスト軸受の領域とを介して、ラジアル軸受領域と間接的に連通している。いずれの実施の形態でも、重要なのは、ラジアル軸受領域と連絡通路／連絡間隙との間に毛管接続が成立し、それにより、軸受間隙から連絡通路／連絡間隙を経由して補償容積部まで連続する毛管膜を軸受流体が形成することである。
【００２１】
軸受流体は、軸受間隙と連絡通路／連絡間隙とを完全に充填するとともに、補償容積部を少なくとも部分的に充填し、軸受間隙と補償容積部との間に連続する流体膜を形成する。
【００２２】
連絡通路／連絡間隙は、全面的又は少なくとも部分的に軸受スリーブの内部に構成され、又は、軸受スリーブの開口された端部を被覆するカバーキャップの内部に構成されるのが好ましい。連絡通路は、回転軸に対してほぼ鉛直な平面に延在しているのが好ましい。
【００２３】
この場合、連絡通路は、軸受スリーブ又はカバーの貫通孔として、又は、通路状の凹陥部として構成され得る。
【００２４】
本発明の一つの有利な実施の形態では、連絡通路／連絡間隙は、ラジアル軸受領域又は軸受間隙を補償容積部と接続する、軸受スリーブの内径部から外径部へと延びて周回する毛管状の環状間隙として構成される。
【００２５】
連絡通路／連絡間隙は、補償容積部の一部であってもよく、この場合には相応の厚さと容積とで構成される。
【００２６】
本発明の格別に有利な実施の形態においては、連絡通路／連絡間隙は、軸受スリーブの端面と、当該端面と平行に僅かな間隔をおいて配置されたカバーキャップとの間に形成される。カバーキャップは、端面と、軸受スリーブの外側円周の領域とを少なくとも部分的に被覆している。カバーキャップの底部は、軸受スリーブの端面に対して間隔をおいて配置される。それにより、相互に対向する双方の表面の間には、軸受スリーブの内径部からその外径部まで達する環状間隙ができる。軸受スリーブの端面とカバープレートとの間隔は、それらの間に毛管膜を形成することができるように設定される。環状間隙は、補償容積部に連通する。
【００２７】
補償容積部は、軸受スリーブの外側円周に軸受の回転軸とほぼ平行に配置されるが、一般には、回転軸に対して０度から９０度までの任意の角度αで延在していてよい。このとき、補償容積部は、軸受スリーブの長手方向中心に向かってテーパ状に拡大している。テーパ状の拡大は、軸受スリーブの形状によってもカバーキャップの形状によっても実現することができる。補償容積部は、単数若しくは複数の限定されたリザーバの形態で局所的に構成されるか、又は、軸受スリーブの外側円周上に延在する環状の容積部として構成され得る。
【００２８】
カバーキャップの外側縁部は、軸受スリーブの外側円周と、封止をするように結合されており、それにより、その部位で軸受流体が外へ漏出することがない。それにより、連絡通路に接する領域を起点として断面が円錐状に拡張する、特に同心的で回転対称な中空スペースとして構成された補償容積部が得られる。
【００２９】
本発明の別の実施の形態は、カバーキャップの縁部が少なくとも部分的に軸受スリーブの外側円周に当接しないことを意図している。
【００３０】
補償容積部と連絡通路／連絡間隙との連通は軸受スリーブの外側の縁部領域において行われるので、連絡通路／連絡間隙を介して、軸受間隙と補償容積部との間に連続する毛管膜が生じる。
【００３１】
軸受を軸受流体により簡単に充填するために、本発明の有利な実施の形態においては、カバーキャップが補償容積部の領域に開口部を有しており、当該開口部を通じて軸受流体を補償容積部の中に注入することが可能であることが意図される。
【００３２】
軸受で圧力生成をするために必要な軸受流体の動圧流は軸受内部の方向を向いていなければならないという事実に基づき、軸受の外側領域と軸受内部との間には、特にスラスト軸受の領域も含めて、好ましくない圧力差が発生する。このような状況に対処するために、本発明の一つの実施の形態においては、軸受流体のための少なくとも一つのフィードバック通路が軸受スリーブに構成されており、このフィードバック通路は、軸受スリーブの両方の端面にある軸受間隙の領域を相互に連通して、流体を通す軸受の領域の内部での圧力補償に寄与することが意図される。
【００３３】
フィードバック通路は、軸受スリーブの外部だけでなく特に内部にも設けられていてよく、軸受の回転軸とほぼ平行に延在するのが好ましい。又は、フィードバック通路は、回転軸との間でこれ以外の０度から９０度までのあらゆる角度をなすこともできる。本発明の有利な実施の形態においては、フィードバック通路の一方の端部は、連絡通路／連絡間隙と連通しており、他方の端部は、軸受のスラスト軸受領域の軸受間隙と連通している。
【００３４】
フィードバック通路は、軸受がショック状の衝撃負荷を受けたときに軸受流体を迅速かつ均等に配分し、それによって、軸受の動作信頼性を脅かす可能性がある圧力最大値又は圧力最小値が防止されるという別の利点も有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、図面を参照しながら、本発明の有利な実施の形態について詳細に説明する。
【００３６】
各図面では、対応する構成部品には同じ符号が付されている。図示した実施の形態では、シャフトは定置の軸受スリーブに回転可能に支持されている。当然ながら本発明は、定置のシャフトが回転可能な軸受スリーブにより包囲される設計も包含している。
【００３７】
図１に示す流体動圧軸受は、円筒状の軸受スリーブ１２に収容されたシャフト１０を含んでいる。シャフト１０は、軸受スリーブ１２により包囲されている端部に、圧力板（スラストプレート）１４を有しており、軸受スリーブ１２の端面１２”は、その端部の部位において、シャフト１０に作用する軸方向の軸受力を圧力板１４を介して吸収する対向板（カウンタプレート）１６により密閉されている。圧力板１４と対向板１６とはいずれも、軸受スリーブ１２の対応して寸法決めされた切欠きに収容されている。
【００３８】
シャフト１０は、そのシャフト端部１０’の部位において、軸受スリーブ１２から外へ導出されている。軸受スリーブ１２は、その端部の部位において、中央の開口部を有するカバーキャップ１８の底部１８’により閉鎖されている。カバーキャップ１８は、軸受スリーブの端面１２’と、それに連続する軸受スリーブ１２の外側円周の一部とを被覆している。
【００３９】
軸受スリーブ１２の端面１２’とカバープレート１８の底部１８’との間には僅かな間隔が設けられており、その大きさは、スペーサ３０によって規定される。スペーサ３０は、カバーキャップ１８の材料により成形されているのが好ましいが、又は、軸受スリーブ１２の一部として若しくは別個の部品として構成されていてもよい。端面１２’と、端面１２’に対して実質的に平行にアライメントされた底部１８’との間には、遵守される間隔によって、流体動圧軸受の回転軸２２に対して実質的に鉛直に延在し、幅が特に数マイクロメートルから数十マイクロメートル又はそれ以上であってもよい連絡通路／連絡間隙２６が形成されている。
【００４０】
シャフト１０と軸受スリーブ１２との間には、軸受スリーブ１２の端面１２’にある連絡通路／連絡間隙２６を介して、詳細に後述する補償容積部２０と連通した軸受間隙２４が公知の方法により形成されている。連絡通路／連絡間隙２６は、軸受間隙２４と補償容積部２０との間の毛管接続部を形成して維持する、周回する環状間隙として構成されるのが好ましい。
【００４１】
補償容積部２０は、軸受スリーブ１２の外側円周と、軸受スリーブ１２の当該領域を包囲するカバーキャップ１８との間に配置されており、図面に示す実施の形態では、軸受スリーブ１２の外側円周が、特に軸方向においてテーパ状に拡大する周回する切欠きの形態のアンダーカットを有することによって形成されている。それにより、カバーキャップ１８と軸受スリーブとの間には、回転軸２２に対して角度αで延在する同心的な円錐状の環状スペースが形成され、その円錐の底面が連絡通路／連絡間隙２６を介して軸受間隙２４と連通している。
【００４２】
図示した実施の形態においては、特に軸受スリーブ１２の内径部に、軸受スリーブ１２の内径部又はシャフト１０の外径部にある単数又は複数の溝構造によって、ラジアル軸受領域（図示せず）が構成されている。これに加えて、圧力板１４及び対向板１６の領域には、それ自体は公知の方法によりスラスト軸受領域が構成されていてもよい。補償容積部２０、及び、軸受間隙２４を補償容積部２０と連通させる連絡通路／連絡間隙２６は、軸受スリーブ１２の端面１２’に構成されているので、軸受スリーブ１２の長さ全体を単数又は複数のラジアル軸受領域の構成に利用することができる。特に、軸受スリーブ１２のそれぞれの端部領域に二つのラジアル軸受領域を最大限の相互間隔で構成することができるので、最大限の軸受剛性が実現される。
【００４３】
本発明に係る流体動圧軸受を組み立てた後、軸受間隙２４、連絡通路／連絡間隙２６、及び、補償容積部２０の一部が軸受流体により充填され、特に軸受オイルを主成分とする流体により充填される。軸受流体の充填は、補償容積部２０に直接連通する、カバーキャップ１８に設けられた開口部１８”を通して行われる。開口部１８”は、軸受の衝撃負荷による軸受流体の漏出がほぼあり得ない程度に小さく選択される。
【００４４】
軸受流体による補償容積部２０の充填度は、一方では、耐用寿命全体に亘って流体動圧軸受の永久潤滑を保証するために十分な潤滑剤を入れることができるように選択される。
【００４５】
その一方で、補償容積部２０の充填部分には、動作中の温度上昇時に流体の総容積が熱膨張係数の関係で増加したときに、軸受流体が膨張して入り込むことができる十分なスペースが残存していなければならない。
【００４６】
軸受流体によって充填されていない補償容積部２０の部分は、軸受流体の気化率の結果として気体状の流体が蓄積されていき、飽和度が上昇するに従って蒸発プロセスは次第に遅延されていく。
【００４７】
軸受流体が軸受間隙２４からその境界面を介して周囲の大気中に蒸散すると、軸受間隙２４と補償容積部２０との間で成立している、連絡通路（ミクロ間隙）２６によって安定化された連続する毛管膜連通を通じて、補償容積部２０にある軸受流体による補充が行われる。
【００４８】
このようにして、耐用寿命全体に亘って軸受間隙２４が完全に軸受流体で充填されることを保証することができるので、本発明に係る流体動圧軸受においては、不十分な潤滑が発生することは、原則として、ない。
【００４９】
図２は、本発明の第２の実施の形態の模式的な縦断面図を示している。図２の実施の形態は、対向板１６によって閉鎖された軸受の端部、即ち、スラスト軸受の領域と、軸受の開口された端部との間にフィードバック通路２８が設けられていることによって、図１の実施の形態と異なっている。フィードバック通路２８は、軸受スリーブ１２の内部に配置されるのが好ましく、軸受の閉鎖された端部付近の軸受間隙２４の領域と、軸受の開口された端部付近の軸受間隙２４の領域とを連通し、互いに間隔をおいている軸受間隙の各領域の内部における軸受流体の循環と圧力補償とに貢献する。
【００５０】
図示した実施の形態では、フィードバック通路２８の一方の端部は圧力板１４の領域において軸受間隙２４に連通しており、フィードバック通路２８の他方の端部は連絡通路／連絡間隙２６に連通している。
【００５１】
当然ながら、軸受の円周全体に亘って見たときにも軸受間隙２４における均等な圧力の推移を保証するために、軸受スリーブ１２の円周に亘って分散された複数のこのようなフィードバック通路２８が設けられていてもよい。
【００５２】
図３に示す本発明の実施の形態は、図２の実施の形態に関連しており、図２についての説明がここでも内容面で該当する。図２の実施の形態に対する唯一の相違点は、カバーキャップ１８の縁部３２が少なくとも部分的に軸受スリーブ１２の外側円周に当接していないことである。軸受スリーブ１２の外側円周とカバーキャップ１８の内側円周との間には、ほぼ環状の開口部３４が残存している。このような実施の形態は、充填を行うために環状の開口部３４を利用することができるので、補償容積部２０に軸受流体を充填するのが容易になるという利点を有している。カバーキャップ１８の縁部３２の領域には、カバーキャップ１８が軸受スリーブ１２の上で良好に着座するように働く、スペーサ３０に類似するスペーサが設けられていてもよい。従って、別個の充填開口部１８”は、もはや設けられていなくてもよい。
【００５３】
以上の説明、特許請求の範囲及び図面に開示されている構成要件は、単独でも任意の組み合せの形でも、本発明を様々な実施の形態において具現化するために有意義であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る流体動圧軸受を示す模式的な縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る流体動圧軸受を示す模式的な縦断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る流体動圧軸受を示す模式的な縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  シャフト
１０’  シャフト端部
１２  軸受スリーブ
１２’，１２”  軸受スリーブの端面
１４  圧力板
１６  対向板
１８  カバーキャップ
１８’  カバーキャップの底部
１８”  開口部（充填開口部）
２０  補償容積部
２２  回転軸
２４  軸受間隙
２６  連絡通路／連絡間隙
２８  フィードバック通路
３０  スペーサ
３２  カバーキャップの縁部
３４  開口部
【図１】
2005147395.tif 000003
【図２】
2005147395.tif 000004
【図３】
2005147395.tif 000005